PODOCITE: CARACTERISTICI, HISTOLOGIE ȘI FUNCȚII - BIOLOGIE - 2025

Cele podocitelor sunt unul dintre cele patru tipuri de celule găsite în glomerulii renali. Numele său se datorează proceselor elaborate sau pedicelurilor caracteristice structurii sale (tăierea piciorului și cito-celulelor).

Este necesar să avem o structură și o funcție bine definite a rinichilor pentru a înțelege caracteristicile și funcțiile podocitelor. Rinichii sunt organe specializate în filtrarea sângelui și formarea urinei. Acestea sunt formate din nefroni, care sunt unitățile de bază prin care se produce urina.

Reprezentare grafică a podocitelor (Sursa: OpenStax College prin Wikimedia Commons)

Un nefron este alcătuit, funcțional vorbind, din: 1) o unitate de filtrare cunoscută sub numele de corpuscle renale sau glomerulus (care provine din cuvântul latin glomus, care înseamnă o bilă de lână) și 2) un compartiment de reabsorbție tubulară segmentat.

Patru tipuri diferite de celule se găsesc în glomerulus:

- Celule endoteliale glomerulare.

- Podocitele.

- Celule mesangiale.

- Celulele epiteliale parietale.

Din punct de vedere arhitectural, un glomerulus este compus dintr-o „plumă” glomerulară și capsula lui Bowman. Unitatea de bază a fiecărui pen glomerular este un capilar, care este întemeiat pe o membrană a subsolului.

Podocitele, cunoscute și sub denumirea de celule perivasculare, sunt celule epiteliale „atipice”, caracterizate prin faptul că au un corp de celule din care se proiectează picioare scurte și procese lungi sau proiecții.

Caracteristicile și histologia podocitelor

Aceste celule diferențiate se găsesc pe suprafața exterioară a capilarelor glomerulare, adică aparțin tufurilor glomerulare. Funcția sa principală, precum și cea a multor celule renale, are legătură cu participarea lor la procesul de filtrare.

În timpul dezvoltării lor normale, podocitele apar dintr-o celulă epitelială "progenitoare" cuboidă care se extinde pe proeminențe lungi. Acestea se ramifică în alte procese primare și secundare, adoptând o structură asemănătoare a caracatiței, cu mai multe „picioare”.

Picioarele, cele mai scurte proiecții celulare ale unui podocit, se interdigitează (se împletesc) cu picioarele podocitelor vecine înainte de a se alătura capilarelor glomerulare. Mai târziu, acestea aderă la membrana subsolului glomerulului pentru a-și exercita funcțiile în bariera de filtrare.

Dacă podocitele sunt deteriorate, ele trec printr-un proces prin care își pierd proiecțiile și devin difuze sau amorfe. Aceasta are drept consecință că interdigitările dintre podocitele adiacente dispar, reducând funcțiile lor în filtrarea sângelui.

Structura

Podocitele au o arhitectură destul de complexă. Structura sa generală constă dintr-un corp de celule, procese sau proiecții „mai mari” și „picioare” care înconjoară capilarele glomerulare.

Cele mai mari procese sunt cunoscute sub numele de „proiecții primare și secundare” și sunt compuse din microtubuli și filamente intermediare. Cele mai mici procese sunt cunoscute sub numele de „picioare” și sunt proiecții ale citoscheletului, bogate în filamente de actină.

„Picioarele” podocitelor au o acoperire încărcată negativ sau un glucocalix care se confruntă cu spațiul urinar, ceea ce contribuie la menținerea arhitecturii acestor celule, datorită repulsiei sarcinilor cauzate de separarea fizică.

Funcția podocitelor depinde în principal de arhitectura lor, în special de întreținerea ordonată a „pachetelor” de filamente de actină contractilă care formează picioarele.

Podocitele sunt celule renale polarizate. Au trei domenii structurale care sunt legate fizic și funcțional de cito-scheletul picioarelor. Aceste domenii sunt cunoscute ca domenii ale membranei apicale, locurile de interacțiune dintre picioare sunt cunoscute sub numele de diafragme cu fante, iar domeniul este cunoscut sub numele de membrana subsolului.

Domeniul membranei subsolului și diafragma fisurilor sunt în contact direct cu membrana subsolului a glomerulului, în timp ce domeniul membranei apicale (cea mai mare parte a corpului celular) se află „cu fața” în spațiul lui Bowman.

Interacțiunea dintre podocite

Așa cum am menționat acum un moment, picioarele și proiecțiile cito-scheletice ale podocitelor adiacente interacționează între ele, formând un fel de rețea care aliniază capilarele glomerulare.

Aceste domenii de diafragmă cu fante între picioarele podocitelor sunt poroase și, din acest motiv, servesc ca porturi de ieșire pentru prima filtrare urinară. Aceste site-uri au fost, de asemenea, recunoscute pentru rolul lor în retenția selectivă a componentelor plasmatice cu greutate moleculară mare.

Caracteristici

Împreună cu monostraturile endoteliului fenestrate ale spațiului vascular, podocitele formează bariera de filtrare glomerulară. Această barieră facilitează filtrarea cationilor, electroliților și moleculelor de dimensiuni medii, dar restricționează trecerea anionilor și a macromoleculelor.

Prin urmare, integritatea fizică a ambelor celule și proiecțiile lor, precum și site-urile de legare și interacțiune dintre ele sunt de o importanță deosebită pentru stabilirea și menținerea barierei de filtrare glomerulară.

Pe lângă participarea activă la producția de urină, podocitele au funcții importante în promovarea proliferării, supraviețuirii și dezvoltării celulelor endoteliale, deoarece secretă diverși factori pro-angiogenici, esențiali pentru dezvoltarea normală a endoteliului glomerular.

Podocitele, împreună cu celulele endoteliale ale glomerulilor, contribuie la formarea membranei glomerulare a subsolului, deoarece s-a demonstrat că unele dintre rețelele de colagen IV prezente acolo sunt produse de aceste celule.

Podocitele funcționează, de asemenea, în endocitoza macromoleculelor și proteinelor care traversează membrana subsolului, ceea ce împiedică „înfundarea” barierei de filtrare.

Boli conexe

Când rănile sau defectele genetice apar la podocite, la om apar unele afecțiuni patologice. Una dintre ele este cunoscută sub numele de albuminurie, caracterizată prin excreția albuminei în urină (din cauza erorilor din timpul filtrării).

Mai mult, deoarece podocitele au o capacitate limitată de divizare odată ce s-au diferențiat, pierderea lor este unul dintre evenimentele caracteristice ale bolilor renale progresive.

Referințe

1. Asanuma, K., & Mundel, P. (2003). Rolul podocitelor în patobiologia glomerulară. Clin. Exp. Nephrol. , 7, 255–259.
2. Garg, P. (2018). Nefrologie O revizuire a biologiei podocitelor. American Journal of Nephrology, 47, 3-13.
3. Greka, A., & Mundel, P. (2012). Biologia celulară și patologia podocitelor. Annu. Rev. Physiol. , 74, 299–323.
4. Mundel, P., & Kriz, W. (1995). Structura și funcția podocitelor: o actualizare. Anat. Embryol. , 385–397.
5. Reiser, J., & Altintas, MM (2016). Podocitelor. Cercetări F1000, 5, 1–19.
6. Scott, RP, & Quaggin, SE (2015). Biologia celulară a filtrării renale. J. Cell. Biol., 209 (2), 199-210.
7. Shankland, SJ, Pippin, JW, Reiser, J., & Mundel, P. (2007). Podocitele în cultură: trecut, prezent și viitor. Rinney International, 72, 26–36.